پدیده جزیره حرارتی شهری با مصالح ساختمانی نامناسب

جهان درحال گرم شدن است و جمعیت جهان به سکونت در شهرها روی می‌آورند. این دو حقیقت در ظاهر با هم ارتباطی ندارند؛ اما پدیده‌ای به نام «جزیره حرارتی شهری» این دو را به هم پیوند می‌دهد.

به گزارش پایگاه خبری تاسیسات نیوز، جزیره حرارتی شهری به هر محدوده‌ای اطلاق می شود که انسان در آن به ساخت‌و‌ساز پرداخته و دمای آن منطقه در مقایسه با مناطق پیرامونی‌اش به‌طور قابل ملاحظه‌ای بالاتر است. این اختلاف دما در ساعات شب محسوس‌تر است و به حدود ۸ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

این اصطلاح از آن رو به این مناطق نسبت داده می‌شود که همچون جزیره‌ای گرم در پهنه خنک حومه خود حضور دارند. جزیره‌هایی حرارتی به این ترتیب ایجاد می‌شوند که مصالح ساختمانی نظیر آسفالت و سنگ حرارت را در درون خود ذخیره می‌سازند و با خنک شدن هوا در ساعات پس از غروب خورشید، این حرارت را بازمی‌تابانند.

این اثر در کنار تجمع مصرف انرژی در شهرها و تهویه ضعیف‌تر در مقایسه با مناطق روستایی موجب پدید آمدن جزایر حرارتی شهری می‌شود.

البته، همه شهرها لزوما جزیره حرارتی ندارند. در اغلب مناطقی که آب و هوای مدیترانه‌ای دارند شهرها به‌طور سنتی به‌گونه‌ای ساخته می‌شدند که شهروندان را در طول روز از گرمای آفتاب در امان نگه می‌داشتند.

در این صورت شهرها ممکن است به‌دلیل وجود سایه‌های گسترده، در مقایسه مناطق حومه‌ای خنک‌تر نیز باشند. در اروپای شمالی ایجاد جزیره‌ حرارتی شهری به کاهش مصرف انرژی در زمستان‌های طولانی و سرد این مناطق کمک می‌کند؛ اما در بسیاری از نقاط جهان این پدیده مشکلات زیادی ایجاد کرده است.

جزایر حرارتی شهرها در طول تابستان دردسرساز می‌شوند. افزایش حرارت در شب‌ها می‌تواند خواب شهروندان و در نتیجه سلامت آنها را تحت تاثیر قرار دهد.

در طول روز هم گرم شدن بیش از حد سطح خیابان، دیوارها، و سقف بناها می‌تواند بسیار آزاردهنده باشد. این پدیده سبب بروز امواج گرمای شدید در طول تابستان می‌شود.

شکل‌گیری موج گرما در شهرهای بزرگ سالانه به قربانی شدن هزاران نفر می‌انجامد. افزایش مصرف انرژی، افزایش سطح گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌ها و کاهش سطح کیفیت آب دیگر تبعات ایجاد جزایر حرارتی شهری هستند.

مطالعات نشان می‌دهند در ازای افزایش دمایی برابر با یک درجه فارنهایت یا ۶/ ۰ سانتی‌گراد، مصرف انرژی برای خنک نگه‌داشتن محیط‌های داخلی ۵/ ۱ تا ۲ درصد افزایش می‌یابد.

دمای آب باران در فصل تابستان حدود ۲۱ درجه سانتی‌گراد است؛ اما این دما در جزیره حرارتی شهری ممکن است تا ۳۵ درجه سانتی‌گراد افزایش داشته باشد.

ورود این آب گرم به فاضلاب‌ها و مسیر سیلاب‌ها و نفوذ آن به دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و برکه‌ها می‌تواند اکوسیستم‌های آبی را تحت تاثیر قرار دهد و حتی برخی گونه‌های آبزی را با خطر مرگ روبه‌رو سازد.

پیش‌بینی می‌شود شهرهای جهان ۱۱ درصد از بازده اقتصادی خود را بر اثر پدیده جزایر حرارتی شهری از دست خواهند داد.

مطالعه‌ای که روی بیش از ۱۶۹۰ شهر در سراسر جهان انجام شده است، نشان می‌دهد اگرچه روند گرم شدن زمین همه مردم را تحت‌تاثیر خود قرار می‌دهد، اما شهرها بیش از سایر نقاط جهان گرم خواهند شد.

طبق یافته‌های این مطالعه تا پایان قرن حاضر شهرها به‌طور متوسط ۷ درجه سانتی‌گراد بیش از سایر نقاط گرم خواهند شد.

جزیره حرارتی شهری در تهران

با توجه به اینکه نزدیک به تمامی سقف ها و خیابان ها در تهران تیره رنگ هستند، این سطوح تیره رنگ حدود نیمی از مساحت تهران را در بر می گیرد.

این سطوح تیره رنگ، گرمای گسیل شده از سوی خورشید را جذب کرده در خود نگاه می دارند. این پدیده باعث افزایش دمای مناطق مسکونی از ۲ تا ۱۵ درجه سانتیگراد شده و به نام پدیده جزیره گرمایی شناخته می شود.

این گرما نه تنها باعث افزایش مصرف انرژی برای خنک کردن ساختمان ها می شود، بلکه باعث ایجاد آلودگی در جو شده و به دلیل مصرف سوخت های فسیلی موادی از جمله گاز ازن O۳ و ترکیبات زیانبار گوگردی در سطح زمین تولید می شود.

ساختمان های نامنظم و بی قاعده ابرشهر تهران، نمایانگر یک جزیره گرمایی مسکونی است. بررسی دمایی، تفاوتی حدود ۱۰ تا ۱۵ درجه سانتیگراد را بین مرکز شهر و پیرامون آن نشان می دهد، در نتیجه یک ابرشهر آب و هوای مخصوص و ویژه خود را می سازد، که آن هم مشکلات خود را در پی خواهد داشت.

بررسی های ماهواره ای ناسا نشان می دهد که تمامی ابرشهرهای روی زمین، به دلیل از بین بردن رستنی ها و گیاهان و جایگزینی آنها با مصالح، به ویژه تیره رنگ ساختمانی، دچار چنین مشکلی شده اند. در طول روز مواد تیره ساختمانی، گرما را جذب می کنند و تا ساعت ها پس از غروب آفتاب آن را نگاه می دارند.

این فرآیند، علاوه بر فرآیند تابش به جسم و گسیل طول موج بلندتر از آن، باعث تشدید هوای گرم در ابرشهر می شود. همچنین آلودگی ازن نیز، شهر را به شدت تهدید می کند.

واکنش های شیمیایی که مولکول های ازن در سطح زمین را می سازد، تهدید جدی برای هوای شهر به شمار می رود.

هواویزها (ذرات معلق در هوا) تحت تاثیر پدیده جزیره گرمایی تا ۱۰ درجه سانتیگراد افزایش دما خواهند داشت، فرآیندهای شیمیایی رخ داده و مشکل را دوچندان می کند.

ازن در ماه های گرم تابستان بیشتر ایجاد شده و تهدید جدی برای سلامت و تندرستی جانداران است.

از این رو، پروژه مشکلات جزیره گرمایی ابرشهر تهران با سودجستن از اطلاعات ماهواره و داده های سطح زمین باید هرچه زودتر به اجرا درآید.

هنگامی که سطح زمین از انبوه رستنی ها و گیاهان سبز پوشیده شده و یا خاک آن مرطوب باشد، گرمای جذب شده با تبخیر آب و فراتراوش (تبخیر و تعرق) گیاهان به سرعت جایگزین می شود و گیاهان از طریق برگ ها، آب خود را از دست می دهند.

برخی از نقاط شهر گرم تر از نقاط دیگر آن است، این نمایانگر این است که در این مناطق گرمای بیشتری آزاد می شود.

مناطق مرکزی تهران یک قله گرمایی دارد. گرمای شهر یک فرارفت بالارونده ایجاد کرده که حرکت این سیستم کم فشار باعث مکش هوای پیرامونی شهر می شود.

اگر رطوبت کافی وجود داشته باشد، آنگاه شاهد توفان تندری هم خواهیم بود. در این صورت تشکیل ابر باعث کم شدن دمای شهر و کاهش سرعت فرآیند تشکیل ازن خواهد بود. ابرشهر تهران راه حل های زیادی برای مبارزه با حالت پدیده جزیره گرمایی و آسیب های آشکار و پنهان آن دارد.

مواد و مصالح ساختمانی و جاده سازی با رنگ روشن، موجب بازتاب بیشتر نور خورشید می شود. کاشت درختان و گیاهان انبوه، ایجاد سایه، خنکی هوا و رها کردن آب در جو را به دنبال دارد. کاهش دما تا ۱ درجه سانتیگراد، فرآیند ایجاد ازن را تا ۹۰% کاهش می دهد.

علاوه بر همه اینها شهروندان می‌توانند با روش‌هایی از قبیل کاشت درختان سایه‌گستر در اطراف محل سکونت، استفاده از بام‌های سبز یا بام‌های خنک در منازل، استفاده از وسایل گرمایشی و سرمایشی بهینه و جلوگیری از اتلاف انرژی و همچنین اطلاع‌رسانی به دوستان و آشنایان و ترغیب آنها به رعایت این موارد در این راستا اثرگذاری مثبتی داشته باشند.